DE2151114C3 - Fahrzeug zum Überprüfen von Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zum Überprüfen von Rohrleitungen, welches zum Bewegen durch eine Rohrleitung auf der Innenwand derselben laufende Räder aufweist und eine Meßvorrichtung zum Erfassen der Durchbiegung der Rohrleitung trägt.

Ein derartiges Fahrzeug ist in der US-PS 34 95 340 beschrieben. Es dient insbesondere zur Überprüfung von Gasleitungen, wie sie bei der Verteilung von Gas in Städten Verwendung finden. Die heute angefundenen städtischen Gasnetze sind zu einem großen Teil schon vor langer Zeit angelegt worden und bestehen aus gußeisernen erdverlegten Rohren mit einem Durchmesser von4Zolloder6Zoll(101,6oder 152,4 mm). Werden heute neue Gasleitungen verlegt, so werden Rohre gleichen Durchmessers aus Stahl verwendet, die eine bessere Biegefestigkeit aufweisen und zum Transport von unter verhältnismäßig großem Druck stehendem Erdgas besser geeignet sind. Andererseits weisen jedoch die Rohre aus Gußeisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und können noch lange verwendet werden, wenn sie kein zu großes Sicherheitsrisiko darstellen. Gemäß der US-PS 34 95 340 können mögliche Gefahrenstellen schon im Vorhinein ermittelt werden, wenn die Durchbiegung der Rohre gemessen wird. Ein derartiges Durchbiegen kann durch Setzen des Erdreiches zwischen den Enden eines Rohres, durch Verschiebungen im Erdreich oder durch Frost hervorgerufen werden.

Um die vertikale Durchbiegung einer Rohrleitung mit zufriedenstellender Genauigkeit messen zu können, ist es erforderlich, daß die entsprechende Meßvorrichtung verglichen mit dem Rohrdurchmesser lang ist Damit muß auch das sie tragende Fahrzeug verglichen mit dem Rohrdurchmesser lang sein. Zudem muß das Fahrzeug stets zur Vertikalen ausgerichtet gehalten werden.

Bei dem eingangs beschriebenen Fahrzeug zum Überprüfen von Rohrleitungen ist es nicht möglich. Rohrleitungen mit gekrümmten Rohrleitungsabschnitten zu befahren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Kurven durchfahren werden können und die Ausrichtung des Fahrzeuges zur Vertikalen weitestgehend erhalten bleibt.

In der DT-OS 20 10 525 ist ein Fahrzeug zur Überprüfung von Schweißnähten in Rohren mit verhältnismäßig großem Durchmesser beschrieben. Das Fahrzeug hat lenkbare Vorderräder. Das Einschlagen dieser Vorderräder erfolgt gemäß der Verschwenkung des Fahrgestelles des Fahrzeuges bezüglich eines um dessen Langsachse frei drehbar angeordneten und durch die Schwerkraft in vertikaler Ausrichtung gehaltenen Batterieträgers. Damit kann sich das Fahrzeug selbst steuern. Würde man diese Schwerkraftsteuerung bei einem verglichen mit dem Rohrdurchmesser langen Fahrzeug der zuerst beschriebenen Art verwenden, so könnten nur Kurven mit sehr großem Krümmungsradius durchfahren werden.

Es ist ferner von Gliedertriebzügen der Eisenbahn oder von Sattelschleppern her bekannt, die Kurvengängigkeit dadurch zu verbessern, daß das Fahrzeug in zwei Fahrzeughälften unterteilt wird, die über ein Vertikalgelenk miteinander verbunden sind. Bei derartigen Gelenkfahrzeugen ist jedoch die Ausrichtung zur Vertikalen durch die Schiene oder Straße vorgegeben. Dagegen ist die Kinematik der Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines Rohres völlig eigenartig.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird durch die Erfindung ein Fahrzeug der eingangs beschriebenen Art geschaffen, das gekennzeichnet ist durch die Kombination eines Vertikalgelenkes zwischen den beiden Fahrzeughälften mit einem lenkbaren Radsatz, der durch einen Schwerkraftfühler gesteuert ist, der die Abweichung des Fahrzeuges von der Vertikalen erfaßt.

Damit sorgen das Vertikalgelenk und der lenkbare Radsatz zusammen dafür, daß Kurven in guter vertikaler Ausrichtung des Fahrzeuges durchfahren werden können. Dabei wird beim Hineinfahren in eine Kurve und beim Hinauflaufen eines Vorderrades auf eine Seitenwand der Rohrleitung zunächst der lenkbare Radsatz so eingestellt, daß das eine Vorderrad nicht weiter die Seitenwand der Rohrleitung hinaufläuft. Ist das Fahrzeug weiter in die Kurve hineingefahren, so werden zusätzlich die beiden Fahrzeughälften um die Achse des Vertikalgelenkes gegeneinander verschwenkt und der lenkbare Radsatz wird wiederum vom Schwerkraftfühler so gesteuert, daß das Fahrzeug zur Vertikalen ausgerichtet wird. Dabei arbeiten Vertikalgelenk und lenkbarer Radsatz derart zusammen, daß ein Teil des Lenkens vom Vertikalgelenk und ein anderer Teil des Lenkens vom lenkbaren Radsatz bewerkstelligt wird und die vertikale Ausrichtung des Fahrzeuges erhalten bleibt. Der Einschlag des lenkbaren Radsatzes und die Kippung des Fahrzeuges bezüglich der Vertikalen sind nicht mehr durch den Kurvenradius vorgegeben wie bei dem Fahrzeug nach der DT-OS 20 10 525 und auch die Verschwenkung der Fahrzeug-

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hälften gegeneinander ist nicht die, die bei einem der bekannten Gelenkfahrzeuge erhalten würde. Damit Kann das erfindungsgemäße Fahrzeug mit im wesentlichen gleichbleibend guter Ausrichtung zur Vertikalen selbsttätig Kurven einer Rohrleitung durchfahren, während beim Stand der Technik einerseits das selbsttätige Lenken um Kurven über den lenkbaren Radsatz notwendigerweise einen Verlust der vertikalen Ausrichtung mit sich brachte und andererseits die gute Kurvengängigkeit eines Gelenkfahrzeuges eine vorgegebene im wesentlichen ebene Lauffläche erforderte, die einem Fahrzeug zum Überprüfen von Rohrleitungen nicht zur Verfügung steht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird einerseits ein guter Geradeauslauf des Fahrzeuges erhalten, andererseits läßt sich das Lenken des Fahrzeuges um eine Kurve auf das Vertikalgelenk und den lenkbaren Radsatz in gewünschter Weise verteilen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die zum Verschwenken der Fahrzeughälften gegeneinander erforderliche Kraft leicht in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel eingestellt werden kann, indem der Nockenbahn ein entsprechendes Profil gegeben wird. Zudem läßt sich die Ausrichteinrichtung aus einfachen mechanischen Teilen aufbauen und ist robust und wenig slörungsanfällig.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 kann die maximale Verschwenkung zwischen den beiden Fahrzeughälften auf einfache Weise vorgegeben werden. Eine derartige Begrenzung kann z.B. angezeigt sein, um zu vermeiden, daß ein bei fluchtend ausgerichteten Fahrzeughälften innerhalb gelegenes Fahrzeugteil (beim nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel z. B. der Antriebsmotor) in Kurven in Berührung mit der Innenwand der Rohrleitung tritt und möglicherweise hierdurch beschädigt wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist sichergestellt, daß das zum Verschwenken der Fahrzeughälfte gegeneinander erforderliche Drehmoment ohne Streifen des Fahrzeuges an der Innenwand der Rohrleitung erhalten werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine seitliche Ansicht eines Fahrzeuges zum Überprüfen von Rohrleitungen von rechts, wobei die Meßvorrichtung zum Erfassen der Durchbiegung der Rohrleitung in eingefahrener Stellung dargestellt ist,

F i g. 2 eine seitliche Ansicht des in F i g. 1 dargestellten Fahrzeuges von links, wobei die Meßvorrichtung zugleich in ausgefahrener Lage dargestellt ist,

Fig.3 eine Aufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug,

Fig. 4 einen transversalen Schnitt durch eine Rohrleitung und eine Aufsicht auf die Rückseite des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeuges,

Fig.5 einen transversalen Schnitt durch das Fahrzeug längs der Linie V-V von F i g. 2,

Fig.6 einen Längsschnitt durch einen Teil des Fahrzeuges längs der Linie VI-Vl von Fig.3, in dem Einzelheiten des Fahrzeugantriebes dargestellt sind,

Fig. 7 einen transversalen Schnitt durch das Fahrzeug längs der Linie VII-VII von Fig.3, in dem Einzelheiten der Ausrichteinrichtung dargestellt sind, F i g. 8 einen transversalen Schnitt durch die vordere Fahrzeughälfte längs der Linie VlII-VIIl von Fig. 1, in dem Einzelheiten des lenkbaren Radsatzes dargestellt sind,

F i g. 9 eine Aufsicht auf die Unterseite des lenkbaren Radsatzes,

Fig. 10 eine Ansicht der Einrichtung zum Aus- und Einfahren der Meßvorrichtung, teilweise im Schnitt,

F i g. 11 eine perspektivische Ansicht der Meßvorrichtung,

F i g. 12 einen Schnitt durch eine Rohrleitung und eine Aufsicht auf die Hinterseite eines in ihr befindlichen erfindungsgemäßen Fahrzeuges, wobei das normalerweise mit dem Fahrzeug verbundene Steuerkabel der besseren Übersichtlichkeit halber entfernt wurde,

Fig. 13 das elektrische Schaltbild eines Leitstandes, von dem aus das Fahrzeug gesteuert wird,

F i g. 14 eine Aufsicht auf die Stirnseite des Leitstandes und

Fig. 15 eine seitliche Ansicht des hinteren Endes eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges mit einem Mikrofon zur Feststellung von Leckstellen.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Fahrzeug 10 zur Überwachung von Rohrleitungen dargestellt, das eine vordere Fahrzeughälfte 12 und eine hintere Fahrzeughälfte 14 aufweist, welche über einen Gelenkzapfen 16 und an den Fahrzeughälften befestigte ineinander eingreifende Gelenkteile 18 bzw. 20 (vgl. F i g. 6) miteinander verbunden sind. Das so erhaltene Vertikalgelenk ist robust und verhindert ein Durchsacken des Fahrzeuges, erlaubt jedoch die Verschwenkung der Fahrzeughälften gegeneinander.

In der vorderen Fahrzeughälfte 12 ist ein lenkbarer Radsatz 22 angeordnet, während Antriebsräder 24 auf der hinteren Fahrzeughälfte vorgesehen sind. Die Räder sind vorzugsweise gummibereift oder am Umfang anderweitig so ausgebildet, daß eine hohe Reibung mit der Innenwand einer Rohrleitung sichergestellt ist.

Wie aus den Fig.8 und 9 ersichtlich ist, ist der lenkbare Radsatz 22 an einem Drehschemel 26 angeordnet, der schräge, die Radachsen tragende Seitenflächen aufweist. Damit stehen auch die Räder des lenkbaren Radsatzes schräg und bilden ein nach unten offenes V. Derart angestellt läuft der vordere Radsatz 22 auf der Innenwand eines zu überprüfenden Rohres 28, wie in F i g. 4 im einzelnen dargestellt ist.

Wie aus F i g. 8 ersichtlich ist, ist im Drehschemel 26 eine mittige Ausnehmung 30 ausgebildet. In diese ragt das untere Ende einer vertikalen Welle 32 hinein, die am Drehschemel 26 befestigt ist und ein Kegelzahnrad 34 trägt. Das Drehen des Drehschemels erfolgt durch einen Elektromotor 36, der hinter dem lenkbaren Radsatz 22 in der vorderen Fahrzeughälfte 12 untergebracht ist. Der Elektromotor 36 arbeitet auf ein Untersetzergetriebe 38, auf dessen Abtriebswelle 40 ein Kegelzahnrad befestigt ist, das mit dem Kegelzahnrad 34 kämmt. Bei Erregung des Elektromotors 36 wird somit das Kegelzahnrad 34 und der Drehschemel 26 um eine vertikale Achse gedreht. Da das Untersetzergetriebe eine beträchtliche Untersetzung bewerkstelligt und seine Abtriebswelle 40 nur langsam umläuft, läßt sich die Drehung des lenkbaren Radsatzes 22 sehr genau einstellen. Der Elektromotor 36 ist reversierbar, so daß ein Einschlagen des Radsatzes 22 in beiden Richtungen möglich ist.

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 6 der Antrieb des Fahrzeuges 10 beschrieben. Die Antriebsräder 24 werden von einem reversierbaren

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Elektromotor 44 angetrieben, der an der hinteren Fahrzeughalle 14 angebracht ist. Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist der Elektromotor 44 unter einem überhängenden Endabschnitt 46 der vorderen Fahrzeughälfte angeordnet.

Damit läßt sich die Gesamtlänge des Fahrzeuges sehr klein halten. Der Elektromotor 44 hat eine Abtriebswelle 48, auf der ein Zahnrad 50 befestigt ist. Dieses kämmt mit einem größeren Zahnrad 52, das an einer Abtriebswelle 56 befestigt ist. Die beiden Zahnräder 50 und 52 sind in einem Getriebegehäuse 54 angeordnet. Über ein Kardangelenk ist die Abtriebswelle 56 mit einer Welle 58 verbunden. Die letztere trägt ein Zahnrad 60, das seinerseits mit einem auf einer Antriebswelle 64 befestigten Zahnrad 62 kämmt. Die Antriebsräder 24 sind von der Antriebswelle 64 getragen. Damit wird je nach der Erregung des Elektromotors 44 das Fahrzeug 10 in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung bewegt.

Über der Antriebswelle 64 ist eine Einrichtung zum Andrücken der Antriebsräder an die Innenwand des zu untersuchenden Rohres angeordnet, die in den F i g. b und 12 näher dargestellt ist. Auf einer U-förmigen Platte 66 sind Räder 68 gelagert, die auf dem oberen Bereich der Innenwand des Rohres laufen. Durch Druckfedern 76 wird die Platte 66 von einer oberen Platte 70 der hinteren Fahrzeughälfte weggedrückt. Dabei ist sie über Schrauben 72 geführt, die in ein Getriebegehäuse 74 eingeschraubt sind, welches die Zahnräder 60 und 62 aufnimmt. Damit werden die Räder 68 durch die Druckfedern 76 an den oberen Wandabschnitt des Rohres und infolgedessen die Antriebsräder 24 an den unteren Wandabschnitt des Rohres angedrückt und damit ist die zwischen den Antriebsrädern 24 und der Innenwand des Rohrs auftretende Reibung größer als die durch das Gewicht des Fahrzeuges 10 allein hervorgerufene.

Normalerweise verlaufen Rohrleitungen über Teilstrecken geradlinig und die geradlinigen Teilstrecken sind über Krümmer verbunden, bei denen die Rohrleitung abknickt, beispielsweise um etwa 10^c. Damit das Fahrzeug 10 Knicke oder Kurven in Rohrleitungen von weniger als 15° durchfahren kann, sind an jeder Seite der vorderen Fahrzeughälfte 12 Auskragungen 78 vorgesehen, wie aus den F i g. 1 bis 3 ersichtlich ist. Die Auskragungen 78 tragen um vertikale Achsen drehbare Räder 80. Beim Durchfahren einer Kurve der Rohrleitung kommt eines der Räder 80 in Anlage an den benachbarten seitlichen Abschnitt der Innenwand des durchfahrenen Rohres und bewirkt dann ein Verschwenken der Fahrzeughälften 12 und 14 gegeneinander. Dies wird später noch genauer beschrieben.

Die Fahrzeughälften 12 und 14 sind durch eine Ausrichteinrichtung in eine geradlinige, fluchtende Lage vorgespannt, die in den F i g. 6 und 7 näher dargestellt ist Eine vertikale Auskragung 82 der vorderen Fahrzeughälfte 12 trägt eine Abdeckplatte 84, welche den Gelenkzapfen 16 und die Gelenkteile 18, 20 sowie das Getriebegehäuse 54 überdeckt An der Auskragung 82 sind ferner mehrere Blattfedern 86 befestigt die unterhalb der Abdeckplatte 84 verlaufen. Die unterste der Blattfedern 86 trägt einen nach unten weisenden Arm 88. der an einem Federstab 90 angreift Dieser ist an seinem einen Ende ebenfalls an der Auskragung 82 festgelegt. Eine Nockenplatte 92 mit einer V-förmigen Nockenbahn 94 ist durch Schrauben an der hinteren Fahrzeughälfte 14 befestigt Auf der Nockenbahn 94 läuft eine Rolle 96. die drehbar vom freien Ende des Federstabes 90 getragen ist. Durch die Blattfedern 86, den Arm 88 und den Federstab 90 wird die Rolle 96 fest nach unten gedrückt, so daß sie sich in die tiefste Stelle der V-förmigen Nockenbahn 94 zu stellen sucht. Hierdurch werden die Fahrzeughälften ausgerichtet: zum Verschwenken muß die Rolle % auf der Nockenbahn 94 nach oben bewegt werden und müssen der Federstab 90 und Blattfedern 86 elastisch verformt werden.

ίο Die Nockenplatte 92 weist ferner Anschlagflächen 98 auf, durch welche die Nockenbahn 94 begrenzt ist. Damit ist auch die maximal mögliche Auslenkung der Rolle 96 und die maximale Verschwenkung der Fahrzeughälften gegeneinander vorgegeben.

• 5 Nachstehend wird die Steuereinrichtung zur Erregung des Elektromotors 36 beschrieben. Die Erregung des Elektromotors 36 und das Lenken des Radsatzes 22 erfolgt derart, daß die Ausrichtung des Fahrzeuges zur Vertikalen erhalten bleibt, wie dies zum Vermessen von Rohrdurchbiegungen erforderlich ist. Im Bug der vorderen Fahrzeughälfte ist ein Schwerkraftfühler 99 angeordnet, der in Fig. 5 näher dargestellt ist und ein mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefülltes Gehäuse 100 aufweist. Über ein Gelenk 102 ist ein mit einem Gewicht W versehenes Pendel 104 getragen, das in seitlicher Richtung um die Längsachse des Fahrzeuges drehbar ist. An dem Pendel 104 ist ein Schleifer 106 befestigt, der mit einer Potentiometerwicklung 108 zusammenarbeitet. Anschlüsse an den Enden der Potentiometerwicklung 108 sind mit einer positiven bzw. einer negativen Versorgungsspannung verbunden, während ein Mittelabgriff ItO der Potentiometerwicklung geerdet ist. Am Schleifer 106 bzw. am Pendel 104 kann somit eine Steuerspannung abgegriffen werden, deren Vorzeichen angibt, ob das Fahrzeug nach rechts oder links um die Längsachse gekippt ist, und deren Betrag der Abweichung des Fahrzeuges von der vertikalen Ausrichtung zugeordnet ist. Eine in Fig. 13 näher dargestellte Steuerschaltung weist einen Komparatorkreis 112 auf.

der einerseits das von dem Schwerkraftfühler 99 erzeugte elektrische Signal und andererseits das der Stellung des lenkbaren Radsatzes 22 zugeordnete Ausgangssignal eines Differentialtransformators 114 erhält. Der Differentialtransformator 114 ist hinter dem Drehschemel 26 auf der vorderen Fahrzeughälfte 12 angeordnet, wie aus den F i g. 2 und 9 ersichtlich ist. Ein Stellglied 116 zum Verschieben des Transformatorkernes ist mit einer Stelle des Drehschemels 26 verbunden, die in radialem Abstand von der Achse der Welle 32 angeordnet ist Der Elektromotor 36 zum Bewegen des lenkbaren Radsatzes 22 wird gemäß dem Ausgangssignal des Komparatorkreises 112 erregt Damit wird das Fahrzeug über den lenkbaren Radsatz 22 so gelenkt daß das Pendel in die in Fig.5 dargestellte Ruhelage

zurückbewegt wird, was anzeigt daß das Fahrzeug in gewünschter Weise zur Vertikalen ausgerichtet ist

Nachstehend wird unter besonderer Bezugnahme auf F i g. 11 eine von dem Fahrzeug getragene Meßvorrichtung 118 zum Ermitteln der Durchbiegung der

Rohrleitung beschrieben. Diese weist zwei Längsträger 120 auf, die an ihren Enden durch Platten 122 verbunden sind, lede der Platten 122 trägt ein Meßrad 124, das um eine transversale Achse frei drehbar ist Wie aus den F i g. 4 und 12 ersichtlich ist laufen die Meßräder 124 auf

⁶S dem obersten Abschnitt der Innenwand der Rohrleitung 28. Ein in vertikaler Richtung bewegbares Meßrad 126 ist in der Mitte der Meß vorrichtung 118 um eine transversale Achse drehbar angeordnet Das Meßrad

126 ist von einem Gabelteil 128 getragen, das über Schwenkzapfen 130 an den Längsträgern 120 angelenkt ist. Ein Differentialtransformator 132 ist am Rahmen der Meßvorrichtung 118 angebracht und hat ein Stellglied 134 zum Bewegen des Transformatorkernes. Das Stellglied ist über einen elastischen Verbindungsstab 136 mit einer Stelle des Gabelteiles 128 verbunden, die von der durch die Schwenkzapfen 130 vorgegebenen Schwenkachse des Gabelteiles entfernt ist. Damit entspricht das Ausgangssignal des Differentialtransformators 132 der vertikalen Stellung des Meßrades 126. Dieses wird im übrigen durch eine nicht dargestellte, an dem Gabelteil 128 angreifende Feder an die Innenwand der Rohrleitung angedrückt.

Beim Vermessen einer Rohrleitung liegen die beiden Meßräder 124 und das Meßrad 126 am obersten Wandabschnitt der Rohrleitung an und fluchten, wenn keine vertikale Durchbiegung der Rohrleitung vorliegt. Eine Durchbiegung der Rohrleitung führt dazu, daß das Meßrad 126 bezüglich der Meßräder 124 nach unten bewegt wird und der Differentialtransformator ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, das am Leitstand, von dem aus das Fahrzeug gesteuert wird, zur Anzeige gebracht wird. Beim Bewegen des Fahrzeuges durch eine Rohrleitung wird diese somit kontinuierlich auf vertikale Durchbiegungen überprüft.

Nachstehend wird unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 eine Einrichtung zum Ausfahren und Einfahren der Meßvorrichtung 118 beschrieben. Diese Einrichtung ist zwischen Seitenwänden 138 der vorderen Fahrzeughälfte 12 angeordnet. Die Meßvorrichtung 118 ist von Drehzapfen 140 getragen, die in Winkelhebeln 142 angeordnet sind. Die Winkelhebel 142 sind ihrerseits über Drehzapfen 144 drehbar mit den Seitenwänden 138 des Fahrzeuges verbunden. Jeder der Winkelhebel weist einen gestreckten Schlitz 146 auf, über den eine Verbindung mit einem verschiebbaren Kupplungsteil hergestellt wird, wie im einzelnen noch beschrieben wird.

Das Ausfahren und Einfahren der Meßvorrichtung erfolgt durch einen reversierbaren Elektromotor 148, der ein Zahnrad 150 antreibt.

Dieses kämmt mit einem Zahnrad 154, das von einer mit Gewinde versehenen Welle 156 getragen ist, die an ihrem anderen Ende in einem Lagerblock 158 drehbar gelagert ist. Die Zahnräder 150 und 154 sind in einem Getriebegehäuse 152 untergebracht Auf der Welle 156 ist eine Gewindehülse 160 angeordnet, die einen vergrößerten, in transversaler Richtung verlaufenden Flansch 162 und einen verminderten Durchmesser aufweisenden Hülsenabschnitt 164 aufweist Ein verschiebbares Kupplungsteil 166 ist verschiebbar auf dem Hülsenabschnitt 164 angeordnet und wird durch eine Druckfeder 168, die zwischen dem Flansch 162 und der diesem gegenüberliegenden Stirnseite des Kupplungsteiles 166 angeordnet ist, in Fig. 10 nach rechts gedrückt

Wie aus den Fig. 1, 2 und 11 ersichtlich ist sind an dem Kupplungsteil 166 Schrauben 170 angebracht die sich durch waagerechte Schlitze 172 der Seitenwände 138 und durch die gestreckten Schlitze 146 der Winkelhebel 142 hindurcherstrecken und längs dieser Schlitze verschiebbar sind. Wird das Kupplungsteil 166 verschoben, so werden infolgedessen die Winkelhebel 142 um die Drehzapfen 144 geschwenkt und damit die Meßvorrichtung ausgefahren oder eingefahren. Zum Schutz des frei liegenden Abschnittes der Welle 156 ist ein Abdeckrohr 164 vorgesehen.

Das Kupplungsteil 166 trägt zwei Endschalter 176 und 178, und die Gewindehülse trägt eine Anschlagplatte 180, auf der Anschlagschrauben 182 und 184 angeordnet sind. Die Anschlagschrauben 182 und 184 arbeiten mit den Endschaltern 176 bzw. 178 zusammen. Der Lagerblock 158 trägt ebenfalls einen Endschalter 186, der durch die Anschlagplatte 180 betätigbar ist.

Der Endschalter 176 steuert das Ausfahren der Meßvorrichtung; über ihn kann der Elektromotor 148 so

ίο erregt werden, daß die Gewindehülse 160 in Fig. 10 nach rechts bewegt wird, die Winkelhebel 142 in den Fig. 1 und 10 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt werden und die Meßvorrichtung 118 angehoben wird. Beim Ausfahren der Meßvorrichtung erfolgt

!5 die Übertragung der hierzu erforderlichen Kraft von der Gewindehülse 160 auf das Kupplungsteil 166 über die Druckfeder 168. Liegen die Meßräder 124 am obersten Wandabschnitt der Rohrleitung an, so wird das Anheben der Meßvorrichtung beendet und die Druckfeder 168 zusammengedrückt. Nach ausreichendem Zusammendrücken der Druckfeder 168 kommt die Anschlaghaube 182 in Anlage an den Endschalter 176 und schaltet den Elektromotor 148 ab.

Zum Einfahren der Meßvorrichtung 118 wird der Elektromotor 148 so erregt, daß er in entgegengesetzter Richtung umläuft; hierdurch wird die Gewindehülse 160 in Fig. 10 nach links bewegt. Durch das Gewicht der Meßvorrichtung werden die Winkelhebel 142 in F i g. 1 und 10 im Uhrzeigersinne gedreht, so daß die Meßvorrichtung abgesenkt wird. Das Absenken erfolgt so lange, bis der Endschalter 186 in Anlage an die Anschlagplatte 180 kommt und somit der Elektromotor 148 abgeschaltet wird.

Die lichte Weite einer Rohrleitung kann durch Schmutzanhäufungen, Schweißnähte oder bei Kurven vermindert sein. Dann wird die Meßvorrichtung 118 nach unten gedruckt die Druckfeder 168 weiter zusammengedrückt und der Endschalter 178 kommt in Anlage an die ihm zugeordnete Anschlagschraube 184.

Der Endschalter 178 setzt dann den Elektromotor 148 in umgekehrter Richtung in Gang, so daß die Meßvorrichtung abgesenkt wird. Dieses Absenken erfolgt so lange, bis der Endschalter 178 von der Anschlagschraube 184 freikommt, d. h. bis die gewünschte Vorspannung der Druckfeder 168 und der gewünschte Anlagedruck der Meßvorrichtung 118 wieder erreicht ist Damit wird die Meßvorrichtung stets gleichmäßig an die Innenwand der Rohrleitung angedrückt und ein Verklemmen der Meßvorrichtung oder die Ausübung einer zu großen Kraft auf dieselbe wird verhindert

Wartungsanschlüsse für 4 Zoll (101.6 mm) oder 6 ZoI (152,4 mm) Gasleitungsrohre ragen oft in das Innere dei Rohrleitung hinein. Damit durch sie die Meß vorrichtung 118 nicht beschädigt werden kann, ist an derer vorderem Ende eine Fühlplatte 188 angeordnet wie au: F i g. 11 ersichtlich ist Die Fühlplatte 188 ist au Führungsstiften 190 verschiebbar und ist durch Druckfe dem 192 nach vorn vorgespannt Läuft die Fühlplatti 188 auf ein Hindernis auf, so wird sie nach hinten beweg und über eine von ihr getragene Anschlagschraube 19i wird ein Endschalter 194 betätigt. Durch den Endschal ter 194 wird die Erregung des den Antrieb de Fahrzeuges besorgenden Elektromotors 44 sofoi unterbrochen; die Meßvorrichtung 118 kann dan eingefahren werden und durch Wiedererregen de Elektromotors 44 kann das Fahrzeug dann an der Hindernis vorbeigefahren werden; hinter dem Hindei nis wird die Meßvorrichtung 118 wieder ausgefahrei

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Falls erwünscht, kann die in Fig. 13 dargestellte Steuerschaltung eine Diode 195 aufweisen, um bei Feststellung eines Hindernisses durch die Fühlplatte 188 die Erregung des Elektromotors 44 umzupolen.

Nachstehend wird die Bewegung des Fahrzeuges um einen Rohrleitungsknick, d. h. durch eine Kurve der Rohrleitung beschrieben. Dabei sei angenommen, daß das Fahrzeug eine Rechtskurve durchfahren muß. Beim Einfahren in die Kurve beginnt das linke Vorderrad, d. h. das linke Rad des Radsatzes 22 auf die Seitenwand der Rohrleitung hinaufzulaufen. Das Fahrzeug wird hierdurch um seine Längsachse gedreht, und zwar von hinten gesehen im Uhrzeigersinne. Infolgedessen erzeugt der Schwerkraftfühler 99 über sein Pendel 104 ein positives Steuersignal, das auf den Komparatorkreis 112 gegeben wird. Dieser vergleicht das Steuersignal mit dem vom Differentialtransformator 114 her anstehenden Bezugssignal und ist die Differenz beider Signale größer als ein vorgegebener Schwellwert, so wird über ein in der hinteren Fahrzeughälfte 14 befindliches, nicht dargestelltes Relais der auf den lenkbaren Radsatz 22 arbeitende Elektromotor 36 eingeschaltet. Der Elektromotor 36 dreht den lenkbaren Radsatz von oben gesehen nach rechts, so daß das Fahrzeug 10 sich nach rechts zu bewegen beginnt. Durch diese Bewegung des Radsatzes wird das Stellglied des Differentialtransformators 114 mitbewegt und damit das vom Differentialtransformator 114 her anstehende Bezugssignal geändert. Dieses Einschlagen des Radsatzes 22 erfolgt so lange, bis die Radstellung dem Ausgangssignal des Schwerkraftfühlers 99 entspricht oder bis der lenkbare Radsatz den größtmöglichen Einschlag aufweist.

Beim weiteren Durchfahren des Fahrzeuges durch die Rechtskurve wird dieses Einstellen des lenkbaren Radsatzes kontinuierlich wiederholt. Hat das Fahrzeug etwa die Hälfte der Kurve durchfahren, so nähert sich die rechte hintere Seite der vorderen Fahrzeughälfte 12 dem ihr benachbarten seitlichen Abschnitt der Rohrleitungsinnenwand; die beiden Fahrzeughälften werden hierdurch um den Gelenkzapfen 16 gegeneinander verschwenkt, was die Anforderungen, die an die beim vorderen Ende des Fahrzeuges vorgenommene Lenkung gerichtet werden, herabsetzt. An diesem Punkt der Bewegung durch die Kurve wird die hintere Fahrzeughälfte 14 schräg gestellt und weist von vorn gesehen nach links. Das linke Antriebsrad der hinteren Fahrzeughälfte sucht nun an dem linken seitlichen Abschnitt der Rohrleitungsinnenwand hinaufzulaufen; die durch die Druckfedern 76 erzeugte Kraft hält jedoch die Antriebsräder in Anlage an der Rohrleitungsinnenwand. Durch das Hinauflaufen des linken Antriebsrades auf die Rohrleitungsinnenwand wird das Fahrzeug 10 ebenfalls um seine Längsachse gedreht, und das Pendel 104 wird bezüglich der Potentiometerwicklung 108 bewegt Infolgedessen wird der lenkbare Radsatz wieder so nachgestellt, daß die einwandfreie Ausrichtung des Fahrzeuges zur Vertikalen erhalten bleibt Erreicht das Rad 80 den Scheitelpunkt der Kurve, se wird die hintere Fahrzeughälfte 14 aus ihrer Schrägstellung freigegeben. Dabei sucht sich das Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung um seine Längsachse zu drehen, was durch das vom Schwerkraftfühler 99 erzeugte Signal und die sich hieraus ergebende Lenkung des Radsatzes 22 kompensiert wird. Die Räder 80 verhindern ein Verklemmen des Fahrzeuges beim Durchfahren von Kurven und unterstützen das Verschwenken der Fahrzeughälften um den Gelenkzapfen 16 entgegen der durch den Federstab 90 und die zugeordne.en Blattfedern 86 erzeugte Vorspannung. Sowie sich das Fahrzeug wieder ganz in einem geradlinigen Teilstück der Rohrleitung befindet, wird durch die durch den Federstab, die Blattfedern 86 und die Nockenplatte 92 gebildete Ausrichteinrichtung die hintere Fahrzeughalle 14 wieder auf die vordere Fahrzeughälfte 12 ausgerichtet.

Zum Zurückfahren des Fahrzeuges wird ein Um-

kehrschalter 198 (vergleiche Fig. 12) umgeschaltet. Hierdurch wird die Drehrichtung des zum Lenken verwendeten Elektromotors 36 bei gleichem vom Komparatorkreis 112 her erhaltenen Signal umgekehrt, und das Fahrzeug läuft auch rückwärts automatisch gelenkt.

Die Steuerung des Fahrzeuges und die Energieversorgung desselben erfolgt über ein mehradriges Kabel, das über eine an der Hinterseite des Fahrzeuges vorgesehene Steckbuchse 200 (vergleiche Fig. 12) mit

dem Fahrzeug verbindbar ist. Dieses Kabel stellt eine Verbindung zwischen dem Fahrzeug und einem in Fi g. 14 dargestellten Leitstand 202 her. Dieser befindet sich z. B. auf einem bei der Einführstelle in die Rohrleitung abgestellten Lastwagen. Wie aus Fig. 14

ersichtlich ist. weist der Leitstand 202 ein Gerät zum kontinuierlichen Aufzeichnen des Ausgangssignals des Differentialtransformators 132 sowie eine Mehrzahl von Kontrollampen auf, an denen das Arbeiten und der Zustand der Fahrzeugteile abgelesen werden kann.

Das Fahrzeug 10 kann auch in eine mit Erdgas gefüllte, unter Druck stehende Rohrleitung eingeführt werden. Dazu sind die elektrischen Einrichtungen des Fahrzeuges explosionsgeschützt ausgebildet. Durch Vorsehen von Batterien im Fahrzeug kann das Kabel

zur Verbindung von Leitstand 202 und Fahrzeug 10 kleiner gemacht oder ganz erübrigt werden. Das Fahrzeug kann auch an Stelle oder zusätzlich zu der beschriebenen Meßvorrichtung andere Meßeinrichtungen tragen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug zur

Ermittlung von Leckstellen, wie in Fig. 15 dargestellt, ein empfindliches Mikrofon 204 tragen. Die Empfind lichkeit des Mikrofones kann durch Verwendung eines Parabolspiegelsegmentes 206 erhöht werden, das die von einer Leckstelle erzeugten Geräusche auf das

Mikrofon 204 sammelt Weitere von dem Fahrzeug tragbare Meßeinrichtungen sind z. B. Temperaturmeßgeräte, magnetisch arbeitende Prüfgeräte und mit Röntgenstrahlen arbeitende Prüfeinrichtungen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

',VO.V

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fahrzeug zum Überprüfen von Rohrleitungen, welches zum Bewegen durch eine Rohrleitung auf der Innenwand derselben laufende Räder aufweist und eine Meßvorrichtung zum Erfassen der Durchbiegung der Rohrleitung trägt, gekennzeichnet durch die Kombination eines Vertikalgelenkes (16-20) zwischen den beiden Fahrzeughälften (12,14) mit einem lenkbaren Radsatz (22), der durch einen Schwerkraftfühler (99) gesteuert ist, der die Abweichung des Fahrzeuges von der Vertikalen erfaßt.

2. Fahrzeug nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fahrzeughälften (12, 14) durch eine Ausrichteinrichtung (84 bis 98) in eine fluchtende Lage vorgespannt sind.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichteinrichtung durch eine fest mit einer Fahrzeughälfte (14) verbundene, quer zur Längsrichtung derselben angeordnete Nockenbahn (94) und ein an der anderen Fahrzeughälfte (12) befestigtes, in vertikaler Richtung bewegliches, durch Federn (86) vorgespanntes Nockenfolgeglied (96) gebildet ist.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenbahn (94) die Bewegung des Nockenfolgegliedes (96) begrenzende Anschläge (98) aufweist.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch um eine vertikale Achse drehbare, an der vorderen Fahrzeughälfte (12) seitlich angeordnete Führungsräder (80).

3S